Cette semaine, les premiers résultats de la mission Kepler sortent par vagues de la réunion de l'American Astronomical Society (AAS) à Washington, DC. Je fais référence à une branche de l'astronomie dont vous entendrez parler davantage alors que Kepler et d'autres missions commencent à révéler les structures intérieures des étoiles - l'astérosismologie. Alors, qu'est-ce que l'astérosismologie?
La sismologie est l'étude des tremblements de terre sur Terre. Mais plus important encore pour notre discussion, c'est l'étude des ondes sismiques. Les tremblements de terre produisent différents types d'ondes sismiques qui voyagent à travers différentes couches de roche, nous offrant un moyen d'imaginer des structures au plus profond de la Terre. Essentiellement, les grands tremblements de terre nous fournissent un sonogramme naturel pour regarder à l'intérieur de la Terre, bien plus profondément que nous pouvons creuser un tunnel ou forer. Étant donné que ces ondes se propagent tout le long d'un côté de la planète à l'autre, nous pouvons regarder jusqu'au centre de la Terre. C’est ainsi que nous savons que le noyau externe de la Terre est liquide, ainsi que les dimensions et densités relatives des autres parties de la structure interne et superficielle de la Terre.
L'astérosismologie, également connue sous le nom de sismologie stellaire, nous donne le même genre de compréhension de la structure des étoiles. En étudiant les oscillations des étoiles pulsantes, les astronomes peuvent scruter le cœur même des étoiles, l'un des endroits les plus difficiles à observer dans l'univers entier. La raison pour laquelle les intérieurs stellaires peuvent être sondés à partir des oscillations est que différents modes d'oscillation pénètrent à différentes profondeurs à l'intérieur de l'étoile. En combinant le taux et l'amplitude de la pulsation avec d'autres informations, telles que les spectres, qui révèlent la composition de l'étoile, nous obtenons des informations sur la structure interne des étoiles.
Les modes d'oscillation stellaire sont divisés en trois catégories, en fonction de la force qui les anime: modes d'onde acoustique, de gravité et de gravité de surface. Le mode p, ou ondes acoustiques, a la pression comme force, d'où le nom de «mode p». Ces ondes peuvent nous renseigner sur la structure et la densité des régions sous la surface d'une étoile. Le mode g, ou ondes de gravité, est confiné à l'intérieur de l'étoile. Les ondes de gravité en mode f ou de surface sont également des ondes de gravité, mais se produisent au niveau ou à proximité des couches externes des étoiles, elles nous donnent donc des informations sur les conditions de surface des étoiles.
L'héliosismologie est l'étude de la propagation des oscillations des ondes dans le Soleil. Puisque le Soleil est l'étoile la plus proche de nous, il est beaucoup plus facile d'étudier ses pulsations plus en détail. En interprétant les oscillations solaires, nous pouvons même détecter des taches solaires de l'autre côté du Soleil avant qu'elles ne tournent en vue. Beaucoup de nos modèles d’intérieurs stellaires sont basés sur des informations obtenues en étudiant les oscillations du Soleil. Mais le Soleil n'est qu'une étoile à un moment de son évolution, donc pour vraiment comprendre les étoiles, nous devons observer beaucoup plus d'étoiles de taille, de masse, de composition et d'âge différents.
C'est précisément ce que fait Kepler en ce moment. Le satellite regarde une section du ciel à 100 degrés carrés entre Cygnus et Lyra, prenant continuellement des données sur la luminosité de plus de 150 000 étoiles pour les trois à cinq prochaines années. Alors que la mission principale de Kepler est de découvrir l'existence et l'abondance de planètes semblables à la Terre autour des étoiles, toute cette photométrie de haute précision sera utilisée pour d'autres sciences, en particulier pour étudier des étoiles variables de tous types et effectuer de l'astérosismologie sur des étoiles montrant des oscillations solaires.
La publication très attendue des premiers résultats scientifiques de la mission Kepler, le 4 janvier, comprenait de nombreux articles sur l'astérosismologie et le potentiel de compréhension de la structure stellaire avec des détails sans précédent. Les astronomes surfent sur la nouvelle vague d'informations sur la propagation des ondes dans les étoiles. Surfez!
Lectures complémentaires:
Le potentiel astérosismique de Kepler: premiers résultats pour les étoiles de type solaire
W. J. Chaplin, T. Appourchaux, Y. Elsworth, et al
http://arxiv.org/abs/1001.0506
Oscillations de type solaire dans les géantes rouges à faible luminosité: premiers résultats de Kepler
T. R. Bedding, D. Huber, D. Stello, et al
http://arxiv.org/abs/1001.0229
Programme d'astérosismologie Kepler: introduction et premiers résultats
Ronald L. Gilliland, T. M. Brown, J. Christensen-Dalsgaard
http://arxiv.org/abs/1001.0139
